Контроль водного раствора кислоты производится следующим образом. Свежий раствор перемешивают. Из глубины ванны свинцовым или кислотоупорным стаканом отбирают пробу. В стакан опускают термометр и ареометр и определяют плотность при соответствующей температуре, исходя из чего определяют удельный вес раствора. Из стаканчика с раствором пипеткой отбирают в колбу 10 см³ раствора и добавляют 3-4 капли метилоранжа. Титруют, добавляя в раствор по каплям из бюретки щелочной раствор едкого натра, до изменения красного цвета раствора в зеленый. По делениям бюретки определяют количество израсходованной щелочи, а по количеству израсходованной щелочи и удельному весу раствора устанавливают содержание в растворе кислоты и купороса.

Травильный раствор должен проверяться не реже чем каждые 3-4 часа и результаты контроля отражаться в специальном журнале.

Качество травления проверяется внешним осмотром поверхности заготовок. Хорошо протравленный металл должен иметь гладкую поверхность ровного светло-серого цвета, без остатков не вытравленной окалины, следов перетрава и других дефектов.

В случае обнаружения дефектов выясняются причины их образования, и производится соответствующая регулировка режима работы травильных ванн.

За последние годы получил распространение непрерывный способ удаления окалины с поверхности полуфабриката, сортового проката листов и полос с помощью дробеструйных установок различных конструкций.

Этот способ имеет ряд преимуществ по сравнению с травлением металла в кислотах, основные из которых отсутствие пороков травления и потерь здорового металла. При производстве полуфабриката и сортового проката из легированной и высокоуглеродистой стали применяется также абразивный способ удаления окалины, представляющий собой разновидность фрезерования металла зернами абразивного круга.

Сущность этого метода заключается в сошлифовке на поверхности металла змейки или колец с шагом 100 мм - 200 мм.

По сравнению с другими способами удаления окалины с поверхности металла он имеет ряд весьма существенных недостатков, из которых основными являются низкая производи­тельность, значительные потери здорового металла и небольшая величина поверхности металла, очищаемой от окалины.

Очистка грубой окалины с поверхности полуфабриката и крупного сортового проката углеродистых и низколегированных сталей может производиться отбивкой посредством пневматических молотков, с последующей зачисткой металлическими щетками. Этот способ не обеспечивает достаточно полного удаления окалины, особенно нижнего слоя, и не дает возможности качественно выявить поверхностные дефекты металла. Им можно пользоваться лишь в том случае, если поверхность металла достаточно чиста или же по условиям поставки допускаются незначительные пороки на поверхности.

В последнее время для удаления с поверхности металла окалины начал применяться газопламенный способ, основанный на нагреве поверхности металла специальными многопламенными горелками, которые перемещаются вдоль обрабатываемого металла на тележках.

Для удаления пороков с поверхности полуфабриката можно использовать такие способы, как огневая зачистка, электродно-дуговая зачистка, обдирка на токарно-обдирочных станках, строжка на строгальных станках, фрезерование на специальных станках, пневматическая вырубка молотками и абразивная зачистка наждачными кругами.

При ручной огневой зачистке применяется примерно следующая технология и контроль качества:

1) металл, подлежащий огневой зачистке, укладывается на стеллажи поплавочно с тем, чтобы избежать обезличивания или перепутывания; с поверхности металла металлическими щетками и обойками удаляется окалина, грязь, песок и т. д.;

2) перед зачисткой поверхности проверяют размеры и клеймовку металла;

3) осматривается поверхность металла, и наружные пороки отмечаются мелом;

4) в зависимости от принятой технологии, размеров и марки стали после разметки дефектов приступают или непосредственно к огневой зачистке или же сначала часть пороков удаляют пневматическими молотками;

5) для ускорения процесса окисления поверхности металла в начале огневой зачистки вводят в факел пламени конец тонкого стального низкоуглеродистого прутка, а при зачистке нержавеющих сталей в очаг горения все время подается алюминиевый или железный порошок;

6) подготовленный и зажженный резак устанавливается под углом 70° - 80° к зачищаемой поверхности; по достижении температуры горения металла наклоняют головку резака под углом 25° - 30° и одновременно подают струю режущего кислорода, образующийся в процессе огневой зачистки шлак удаляется скребками;

7) зачистка дефектов производится в продольном направлении, начиная с ребра граней, при этом процесс огневой зачистки ведется непрерывно; образующиеся канавки должны перекрывать одна другую и не образовывать острых и высоких гребней;

8) после огневой зачистки поверхность металла подвергается вторичному контролю на отсутствие наплывов, трещин, острых гребней, на плавный развал канавок и т. д. с тем, чтобы избежать дефектов, которые при последующей прокатке могут привести к образованию трещин и закатов.

При контроле поверхности металла после огневой зачистки проверяется и отмечается мелом и краской забракованная часть металла.

При производстве высоколегированных сталей (нержавеющих, жаропрочных и др.) слитки, заготовки и слябы могут подвергаться сплошной обдирке поверхностного слоя на специальных токарных и строгальных станках большой мощности.

Основное преимущество этого способа зачистки заключается в том, что при этом удаляются все поверхностные дефекты и обеспечивается получение значительно более чистой поверхности полуфабриката по сравнению с другими видами зачистки металла, так как обдирка слитков производится до полного удаления поверхностных пороков.

Основные недостатки обдирки - низкая производительность, большие потери здорового металла (до 10%) и необходимость предварительной термической обработки некоторых сталей перед зачисткой.

Контроль качества обдирки металла осуществляется внешним осмотром поверхности металла после зачистки. На поверхности металла не должно быть не удаленных пороков, острых гребней и неплавных переходов между отдельными слоями поверхности металла, которые при прокатке могут привести к трещинам и закатам. Проверяются также размеры зачищаемого металла. В отдельных случаях металл после строжки подвергается травлению с целью более тщательного контроля качества поверхности.

Удаление поверхностных пороков должно производиться поперечной зачисткой, так как в противном случае продольно расположенные трещины и волосовины сливаются на поверхности металла с рисками от наждачного камня, и их трудно отличить при контроле.

После зачистки каждая заготовка проверяется внешним осмотром на отсутствие поверхностных пороков, кроме того, путем замера проверяют, не выходят ли зачищенные места за пределы допусков.

Каждая проконтролированная годная заготовка клеймится специальным клеймом, а забракованные заготовки закрашиваются краской.

Торцы заготовок, вышедшие из размеров после зачистки, отрезают или закрашивают краской, если это разрешается по условиям поставки.

Нагрев металла перед прокаткой

В технологическом процессе прокатного производства исключительно большую роль играет нагрев металла, особенно высоколегированных, легированных и высокоуглеродистых сталей перед прокаткой. Нагрев металла в пламенных печах и колодцах прокатных цехов занимает свыше 99% времени всего цикла производства проката (без учета охлаждения металла и его адъюстажной отделки).

От нагрева металла в большой степени зависит качество готовой продукции, производительность прокатных станов, расход энергии и другие показатели работы прокатных цехов. Правильно выбранная технология нагрева металла в сочетании с правильным режимом его пластической деформации и охлаждения может в значительной степени локализовать отдельные дефекты литой стали, улучшить все характеристики готового сорта, и, наоборот, неудачно выбранная технология нагрева может привести к образованию новых пороков и получению окончательного брака.

Нагрев металла перед прокаткой должен обеспечить повышение его пластичности, снижение сопротивления деформации при прокатке и улучшение физико-механических и физико-химических свойств стали, как например, растворение карбидов при нагреве слитков шарикоподшипниковой стали, снижение флокенообразования флокеночувствительных легированных сталей и т. д.

Правильное определение температуры нагрева является чрезвычайно ответственной задачей. Практически температуру нагрева металла устанавливают, исходя из специфических особенностей работы того или иного завода. При этом принято ориентировочно считать, что температура нагрева металла должна быть на 150° - 250° ниже температуры плавления и на 100° - 120° ниже температуры пережога.

Для сталей большинства марок диапазон температур нагрева колеблется в пределах 1050°- 1300°.

При установлении температурного режима нагрева металла необходимо учитывать также температурный интервал прокатки, который оказывает большое влияние на производитель­ность прокатного стана, качество готовой продукции и выход годного.

При определении температурного интервала прокатки учитывается пластичность, и сопротивление стали деформации при различных температурах, а также требования к структуре металла. Обычно стремятся, чтобы температурный интервал прокатки соответствовал состоянию металла в области твердого раствора гамма-железа и заканчивался немного выше линии GS (на диаграмме железо - углерод). Для стали каждой марки характерен свой температурный интервал прокатки, обеспечивающий получение наилучших физико-механических свойств и структуры при оптимальных технико-экономических показателях работы стана.

Правильность установления температуры нагрева для стали данной марки может быть проверена экспериментально тремя способами. Первый способ обоснован на скручивании круглых образцов металла при различных температурах. Температура, при которой образец выдержит без разрушения наибольшее число скручиваний вокруг своей продольной оси, является оптимальной. Второй способ заключается в горячей осадке под молотом специально отлитых при разливке плавки проб в виде маленьких слиточков, размерами несколько больше маркировочных проб. Эти слиточки нагреваются до различных температур и ссаживаются под молотом в одинаковых условиях. Оптимальной является температура, при которой поверхность осаженных слиточков наиболее чистая.

Третий способ проверки правильности температуры - прокатка образцов на клин. Для этой цели отливаются несколько слитков квадратного сечения 35 мм * 35 мм или 45 мм* 45 мм, высотой 850 мм - 900 мм. От этих слитков отрезают образцы длиной 200 мм - 250 мм, которые нагревают до различных температур прокатки и прокатывают на клин в валках с переменным сечением или на обычных валках клиновых образцов. Осмотр образцов показывает, при какой температуре и обжатии получается наиболее чистая поверхность, что характеризует оптимальный режим.

При нагреве металла контролируются следующие показатели:

а) температура в каждой зоне нагревательного устройства в продолжение всего периода нагрева;

б) скорость нагрева в каждой зоне печи;

в) общая продолжительность нагрева;

г) газовая атмосфера печи (контролируется на содержание Н₂; СО, СО₂ и СH₄ в продуктах горения с тем, чтобы предупредить интенсивное окисление и обезуглероживание металла);

д) расход газа и воздуха;

е) давление в печи (колодцах), нормальный уровень которого должен быть 5-6 атм;

ж) температура в борове печи (колодцах);

з) своевременность кантовки (в процессе нагрева металла, особенно легированных сталей, для равномерного прогрева слитков и заготовок систематически, через определенные промежутки времени, производится их кантовка).

При нагреве в одной ячейке или печи слитков или заготовок разного развеса, но стали одной марки, нагрев ведется по металлу меньшего развеса. При нагреве в одной ячейке слитков разных марок режим нагрева устанавливается по стали, требующей более медленного подъема температур и более низкой температуры выдачи.

На современных нагревательных устройствах регулировка режима нагрева и контроль могут осуществляться при помощи счетно-решающих машин и телевизионных установок.

При выдаче металла контролируется, прежде всего, температура нагрева, которая проверяется оптическим пирометром, фотоэлементом или другими приборами при выдаче металла из печи и в начале прокатки. Одновременно проверяется равномерность прогрева слитка по всей высоте (визуально и по поведению его в процессе прокатки) - неравномерно нагретые слиток или заготовка будут изгибаться при прокатке из-за неравномерной вытяжки. Проверяется также состояние поверхности металла (визуально) и поплавочная выдача металла из нагревательных устройств, соответствие которой с заданной схемой посадки контролируется согласно записям на печной доске и в печном журнале.

Данные контроля нагрева металла заносятся в специальную карточку в виде приложения к паспорту плавки, которая сопровождает плавки на всех последующих переделах в прокатном цехе.

Прокатка металла

Прокатка является одним из наиболее прогрессивных способов получения готовых металлоизделий и занимает ведущее положение среди существующих способов обработки металлов давлением.

Современные прокатные станы представляют собой механизированные сложные агрегаты с большой производительностью.